应激模型的生理学基础及其比较研究进展

各种外界因素如创伤、手术、感染、缺氧、强光、噪音等通过一定强度作用于机体可以引起机体特异性和非特异性反应,非特异性反应与刺激因素性质无直接关系,称为应激(stress)。近年来,随着社会的发展,生活节奏的加快、自然环境和生活环境的恶化,应激已经成为威胁人类健康的重要因素,有关应激影响机体健康的研究备受国内外学者的重视,而合适的应激动物模型的建立对应激研究的顺利开展有着重要意义。本文就目前应激动物模型的病理生理特点、种类、制作和评价方法等进行综述,旨在为应激研究提供参考。     

大鼠脑内5-羟色胺在应激性溃疡形成中的作用

通过神经化学和神经药理学的方法,在大鼠观察了冷冻加束缚应激性溃疡的形成过程中,脑内5-羟色胺(5-HT)的作用。结果如下:1.在应激过程中,脑内5-HT 及其主要代谢产物5-羟吲哚乙酸(5-HIAA)的含量明显升高,特别是5-HIAA 的含量随着应激时间的延长持续上升,说明5-HT 的代谢加快。2.脑内5-HT 或5-HIAA 含量在应激45min 时与溃疡指数呈明显的负相关,而在应激180min 时则与溃疡指数呈明显的正相关。3.侧脑室注射5-HT或其前体5-羟色氨酸(5-HTP),对应激性溃疡的形成呈双重作用,小剂量时减轻而大剂量时加重溃疡的形成。4.腹腔注射5-HT 合成阻断剂对氯苯丙氨酸(pCPA)可降低大鼠脑内5-HT 和5-HIAA 含量,使应激60min 鼠的溃疡形成加重,而使应激180min 鼠的溃疡形成减轻。以上结果提示,在大鼠的冷冻加束缚应激性溃疡的形成过程中,脑内5-HT 起着一定的作用,它很可能在应激早期减轻而在应激晚期加重溃疡的形成。     

四种应激因素对大鼠脑内亮-脑啡肽含量的影响

本文用放射免疫分析法测定了大鼠在热及冷环境、苯丙胺兴奋和骨折等四种应激状态下脑内亮-脑啡肽(LEK)含量的变化。观察到热及冷环境和苯丙胺兴奋均使下丘脑和纹状体LEK 含量明显下降,而骨折使纹状体和丘脑 LEK 含量明显上升。这一结果说明,在四种不同的应激状态下,脑区 LEK 含量变化的趋向不尽相同。     

基因前定点敲入FLAG标签表达的FLAG-SND1蛋白参与胞内应激颗粒的形成

CRISPR/Cas9 (clustered regularly interspaced short palindromic repeats-Cas9 nuclease) 基因编辑技术是近年来新兴的一种可以实现基因特异性敲除和敲入的技术。本文利用CRISPR/Cas9基因编辑系统,将3×FLAG标签定点敲入HeLa细胞SND1基因前方,使细胞内源性表达的SND1蛋白带有3×FLAG标签,并观察SND1与应激颗粒及加工体的定位情况。设计针对SND1基因起始密码子ATG附近的sgRNA,以px459为表达载体,构建出重组真核表达质粒。设计含有3×FLAG及待插入位置上下游150 bp同源臂的序列,经公司合成获得重组质粒。将2个质粒共同转染HeLa细胞,使用嘌呤霉素筛选阳性细胞,挑取单克隆后培养。Western 印迹表明,细胞表达3×FLAG-SND1融合蛋白质。提取细胞基因组DNA进行测序。测序无误获得稳定株后,用流式细胞术检测细胞周期和凋亡,发现与WT细胞相比无显著性差异。同时,使用0.5 mmol/L亚砷酸钠处理,细胞发生氧化应激,eIF2α蛋白磷酸化增加,胞浆中出现应激颗粒,SND1与应激颗粒标志蛋白TIAR存在共定位现象,但不存在与加工体蛋白DCP1α的共定位。     

功能性心电图的基本特征及其产生机理

本文概述了航空、航天应激心电图(高空急性缺氧,加压供氧、加速度,失重,高温、下身负压与爆炸减压)、运动员与飞行员以及普通工作人员的非病理性心电图。此类心电图的形态改变同病理性心电图有同有异。各波段有意义的改变主要是P波与ST-T异常,心律失常中主动性异位节律、窦房结节律失常与被动性异位节律以及传导异常均可见。产生机理属于反射性或中枢性;诱因与产生机理均属功能性质。我们主张将此类异常心电图称为功能性心电图,以资区别于病理性心电图,利于科研中正确评价人体反应以及临床上鉴别诊断。     

高温中暑时血流动力学的改变及其机制的探讨——Ⅱ.高温中暑时循环衰竭机制的探讨

在20只麻醉的杂种狗身上对高温中暑时产生循环衰竭的机制进行了探讨。对照组当直肠温度升至41℃以上时,心搏量与心输出量明显降低(P<0.05)。但在40.5℃静脉注射纳洛酮的动物,41℃时的心搏量与心输出量却明显增加(P<0.05),同时中心静脉压较对照组下降得更多,平均动脉压在注射后稍有升高。此外,在对照组的6只动物上于体温38℃与42.5℃时,分别测定了血清钠与钾的浓度。血清钠增加36.3±12.32mg％(P<0.05),血清钾增加6.3±1.61mg％(P<0.01)。结果提示;高温中暑时的循环衰竭可能与β—内啡肽有关;在体温42℃以上时出现的心律不齐,可能与血清钾升高有关。     

腺苷受体激动剂对心肌缺血再灌注损伤大鼠内质网应激的影响及其作用机制研究

目的:探讨腺苷受体激动剂对心肌缺血再灌注损伤(MIRI)大鼠内质网应激(ERS)的影响及其作用机制。方法:选取雄性成年Wistar大鼠56只,利用Langendorff装置制成大鼠离体心脏MIRI模型。随机分为四组(n=14):假手术组(Sham组)、心肌缺血再灌注组(MIRI组)、腺苷受体激动剂组(NECA组)和内质网应激抑制剂组(TUDCA组)。利用透射电镜观察四组心肌超微结构的变化;免疫组化观察心肌肌醇依赖酶1α(IRE1α)的表达情况;Western blot方法检测心肌ERS中IRE1-XBP1信号通路标志蛋白IRE1α、X盒结合蛋白1s(XBP1s)的表达水平;TUNEL检测心肌细胞凋亡情况。结果:透射电镜结果显示,Sham组肌丝排列规则致密,嵴排列整齐,外膜和肌节形态完整;MIRI组大部分肌丝断裂,肌节挛缩变形,嵴排列稀疏结构破坏,间隙增宽,可见线粒体空泡变性;NECA组及TUDCA组较MIRI组损伤减轻,内质网轻度扩张或者正常,肌丝排列较整齐。免疫组化结果发现,Sham组心肌纤维呈细长圆柱形,形态正常,少量结缔组织存在,基本无IRE1α阳性染色;MIRI组细胞排列紊乱,有许多断裂的细胞出现,IRE1α阳性染色区域显著增加,而NECA和TUDCA组细胞病理的变化较轻,相对于MIRI组,IRE1α阳性染色部位明显减少。Western blot结果显示,与Sham组相比,MIRI组的IRE1α和XBP1s蛋白的表达水平明显上升(P0.05);而与MIRI组相比,TUDCA组及NECA组IRE1α和XBP1s的蛋白表达水平显著降低(P0.05)。TUNEL结果显示,MIRI组细胞凋亡明显,Sham组基本没有发生心肌细胞凋亡,MIRI组较NECA组及TUDCA组的凋亡细胞数更多。结论:NECA可通过抑制IRE1-XBP1信号通路来减轻ERS反应,达到保护心肌组织细胞的目的。     

髓系细胞触发受体-1在脂多糖急性肺损伤大鼠肺组织中的表达及其与内质网应激和炎性反应的关系

目的:研究髓系细胞触发受体-1(TREM-1)在脂多糖急性肺损伤(ALI)大鼠肺组织中的表达及其与内质网应激和炎性反应的关系。方法:选择成年雄性SD大鼠100只作为研究对象,将其分成ALI组(n=60)、对照1组(n=15)、观察组(n=20)和对照2组(n=5)。对比ALI组和对照1组TREM-1、内质网应激表达及肿瘤坏死因子-α(TNF-α)水平、Smith评分,对比观察组和对照2组的CHOP mRNA、GRP mRNA表达情况,并分析TREM-1与内质网应激、炎性反应和Smith评分的相关性。结果:ALI组6h、12h、1d及2d时间点的TREM-1 mRNA、CHOP mRNA、GRP78 mRNA、TREM-1、TNF-α水平及Smith评分均高于对照1组,且ALI组随着时间的推移,TREM-1 mRNA、CHOP mRNA、GRP78 mRNA、TREM-1、TNF-α水平及Smith评分均呈升高的趋势,在1d时达到最高,然后呈下降趋势(P0.05)。观察组6h、12h、1d及2d时间点的CHOP mRNA、GRP mRNA表达高于对照2组,且观察组随着时间的推移CHOP mRNA、GRP mRNA表达均呈升高的趋势,在1d时达到最高,然后呈下降趋势(P0.05)。根据Spearman法分析相关性发现,TREM-1 mRNA及TREM-1水平均与CHOP mRNA、GRP78 mRNA及Smith评分呈正相关,且TREM-1水平与TNF-α呈正相关(P0.05)。结论:TREM-1在脂多糖ALT大鼠肺组织中的表达较高,且参与ALT肺部炎性反应,激活TREM-1可增强巨噬细胞内质网应激。     

瑞舒伐他汀对同型半胱氨酸诱导的小鼠血管平滑肌细胞去分化和内质网应激的影响及其机制研究

目的：探讨瑞舒伐他汀（Rsv）对同型半胱氨酸（Hcy）诱导的小鼠血管平滑肌细胞（VSMCs）去分化及内质网应激（ERS）的影响。方法：Hcy和不同浓度瑞舒伐他汀（0.1,1.0,10 μmol/L）干预VSMCs,48 h后检测细胞骨架及表型蛋白（α-SMA）、钙调节蛋白（calponin）和骨桥蛋白（OPN）变化,并检测ERS相关mRNA （Herpud1,XBP1s和GRP78）在不同时间点的水平;再在Hcy及Rsv干预基础上给予ERS抑制剂4-苯基丁酸（4-PBA）或诱导剂衣霉素来调控细胞ERS水平,检测细胞增殖、迁移和表型蛋白表达,明确ERS在Rsv表型保护中的作用;在Hcy及Rsv干预基础上给予雷帕霉素靶蛋白（mTOR）-P70S6激酶（P70S6K）信号抑制剂雷帕霉素或激活剂磷脂酸,检测mTOR-P70S6K磷酸化和ERS水平,明确mTOR-P70S6通路在Rsv调控ERS中的作用。结果：与Hcy组相比,Hcy+中Rsv组（1 μmol/L）和Hcy+高Rsv组（10 μmol/L）细胞骨架极性明显增强,α-SMA、calponin表达升高,而OPN及ERS相关mRNA水平显著降低（P<0.01）;与Hcy组比较,Hcy+Rsv组和Hcy+4-PBA组增殖、迁移水平降低（P<0.01）,收缩蛋白表达增强,但衣霉素干预则逆转了Rsv的上述作用;与Hcy组相比,Hcy+Rsv组和Hcy+雷帕霉素组的mTOR-P70S6K磷酸化及ERS水平降低（P<0.01）,但磷脂酸干预抑制了Rsv对mTOR-P70S6K通路和ERS的影响。结论：瑞舒伐他汀可能通过mTOR-P70S6K通路抑制ERS水平,抑制Hcy诱导的小鼠VSMCs去分化改变。     

黄芪注射液对阿霉素性心肌细胞凋亡、内质网应激与缝隙连接蛋白表达的影响

目的：研究黄芪注射液对阿霉素（ADR）所致心肌病大鼠心肌细胞凋亡、内质网应激与缝隙连接蛋白表达的影响。方法：36只Wistar雄性大鼠随机分为3组（n=12）：对照组、ADR组及黄芪注射液组。对照组腹腔注射0.9% Nacl （10 ml/kg体重）;ADR组腹腔注射ADR 2 mg/kg体重;黄芪注射液组在每次腹腔注射ADR 2 mg/kg体重的同时,注射黄芪注射液10 g/kg体重,每周注射1次,共注射3次。实验第7周末,3组大鼠行心脏彩超检测左室舒张末期内径、左室收缩末期内径及左室射血分数;处死大鼠后取左心室组织行HE、Masson、醋酸铀及柠檬酸铅染色,于光镜及透射电镜下观察心肌病理及超微结构改变;采用TUNEL法检测大鼠心肌细胞凋亡,用免疫组化技术检测大鼠心肌细胞缝隙连接蛋白Cx43及p-Cx43表达,采用real time PCR检测大鼠心肌细胞内质网应激伴侣蛋白Grp78,ATF-4及CHOP表达。结果：与对照组比较,ADR组大鼠LVEDD、LVESD增大,LVEF减少;心肌纤维排列紊乱,心肌纤维间质水肿,大量淋巴细胞浸润;线粒体肿胀、破坏,呈空泡样;心肌细胞凋亡数明显增多（P<0.01）;内质网应激相关蛋白Grp78、ATF-4及CHOP表达明显增高（P<0.01）;缝隙连接蛋白Cx43表达减少,而p-Cx43表达增多。与ADR组比较,黄芪注射液组大鼠LVEDD、LVESD减少,LVEF增加;心肌病理及超微结构明显改善,同时心肌细胞凋亡数明显减少（P<0.01）;内质网应激伴侣蛋白Grp78、ATF-4及CHOP表达明显减少（P<0.01）;缝隙连接蛋白Cx43表达增多,而p-Cx43减少。结论：黄芪注射液可有效改善阿霉素导致的心肌损伤,其机制可能与黄芪注射液抑制ADR诱导的内质网应激及缝隙连接蛋白磷酸化有关。